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可用于光通信的超大超快微型開關(guān)陣列  加州大學(xué)伯克利分校的工程師們已經(jīng)研制出一種新的光子開關(guān)，它能比以往更快、更有效地控制光通過光纖的方向。有朝一日，這種光學(xué)“交通警察”將徹底改變信息在數(shù)據(jù)中心和用于人工智能和其他數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的高性能超級計算機中的傳輸方式。 光子開關(guān)有超過50000個微型“光開關(guān)”，每個“光開關(guān)”將240束光中的一束引導(dǎo)到開關(guān)打開時右轉(zhuǎn)或開關(guān)關(guān)閉時直行通過。240×240的開關(guān)陣列被蝕刻在硅片上，覆蓋的區(qū)域僅略大于郵票。 加州大學(xué)伯克利分校（UC Berkeley）電子工程和計算機科學(xué)教授、論文的高級作者吳明博（Ming Wu）說：“在硅開關(guān)領(lǐng)域，我們第一次接近人們只能用散體光學(xué)器件來制造的大型開關(guān)。”該論文發(fā)表在《光學(xué)雜志Optica》上�！蔽覀兊慕粨Q機不僅體積不大，而且速度快了10000倍，因此我們可以用很少有人想到的有趣方式切換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)�！� 目前，唯一能同時控制數(shù)百束光束的光子開關(guān)是用鏡子或透鏡制造的，這些鏡子或透鏡必須在物理上轉(zhuǎn)動才能改變光的方向。每轉(zhuǎn)一圈大約需要十分之一秒才能完成，與電子數(shù)據(jù)傳輸速率相比，這是一個永世。這種新型的光子開關(guān)是用微型集成硅結(jié)構(gòu)制造的，這種結(jié)構(gòu)可以在一微秒之內(nèi)開關(guān)，接近高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)所需的速度。  光子開關(guān)是利用一種稱為光刻的技術(shù)制造的，在這種技術(shù)中，每一個“光開關(guān)”結(jié)構(gòu)都被蝕刻在硅晶片上。晶圓上的每個淺灰色正方形都包含6400個開關(guān)。 吳說，服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)可以由光纖連接，光子開關(guān)充當交通警察。光子開關(guān)只需要很少的能量，不會產(chǎn)生任何熱量，因此它們不會面臨與電子開關(guān)相同的限制。然而，當前的光子開關(guān)不能容納如此多的連接，而且也會受到信號損失的困擾，即當光通過開關(guān)時，光會“變暗”，這使得一旦到達目的地，就很難讀取編碼數(shù)據(jù)。 在這種新型的光子開關(guān)中，光束穿過交叉排列的納米薄通道，直到到達這些單獨的光開關(guān)，每個光開關(guān)都像一個微型高速公路立交橋。當開關(guān)關(guān)閉時，光直接通過通道。施加電壓打開開關(guān)，降低一個將光引導(dǎo)到更高通道的斜坡，使光旋轉(zhuǎn)90度。另一個斜面將燈光降低回垂直通道。 吳說：“從字面上看，這就像一個高速公路匝道。所有的燈都亮起來，轉(zhuǎn)90度，然后又轉(zhuǎn)回去。這是一個非常有效的過程，比其他人在硅光子學(xué)上所做的更有效。正是這種機制使我們能夠制造低損耗的開關(guān)�！� 該小組使用一種稱為光刻的技術(shù)將開關(guān)結(jié)構(gòu)蝕刻到硅片上。研究人員目前可以制造240×240陣列240光輸入和240光輸出的結(jié)構(gòu)，光損耗有限，這使得它成為有史以來最大的硅基開關(guān)。他們正在努力完善制造技術(shù)，以制造更大的開關(guān)。 吳說：“使用大容量光學(xué)器件的更大的交換機在市場上有售，但它們速度非常慢，因此它們可以在網(wǎng)絡(luò)中使用，而您不必經(jīng)常更改。現(xiàn)在，計算機工作很快，所以如果你想跟上計算機的速度，你需要更快的開關(guān)響應(yīng)。我們的交換機大小相同，但速度更快，因此它將在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中啟用新功能�！� 原文鏈接：https://phys.org/news/2019-04-largest-fastest-array-microscopic-traffic.html（實驗幫譯） |
